TWI740060B - 隔音裝置 - Google Patents

Abstract

一種隔音裝置，包含一以纖維材料製成的承載板，及至少一以聚合物製成且設置於該承載板上的吸音板，整體重量較金屬要輕。該吸音板包括數個連續連接的構成單元，及數個貫穿設置於該等構成單元的孔洞。每一構成單元具有一第一基部、二分別自該第一基部的兩側邊朝彼此傾斜延伸的銜接部，及一連接於其中一個銜接部的第二基部。該等構成單元共同界定數個沿該第一方向排列的吸音空間，每一吸音空間具有一由兩相鄰的第一基部或第二基部所界定出的開口。調整該開口的寬度、該吸音空間的高度，及該第一基部、第二基部的寬度，能調整適用的隔音頻率。

Description

隔音裝置

本發明是有關於一種隔音裝置，特別是指一種能用於施工現場或其他會產生噪音的現場，以吸收噪音的隔音裝置。

參閱圖1，為一現有的隔音墊1，能搭設在施工現場或其他會產生噪音的現場，可利用吸收、反射等方式，用於降低與隔絕噪音，並減少噪音自該噪音現場向外傳出。該隔音墊1包括間隔相對的一第一纖維層11與一第二纖維層12、一位於該第一纖維層11與該第二纖維層12間的金屬層10，及一包覆該金屬層10、該第一纖維層11，及該第二纖維層12的外覆布13。

由於產生噪音的現場通常會發出不只一種頻率的噪音，故若要達成較佳的吸音、隔音效果，則必須因應不同頻率範圍的噪音進行設計。其中，該隔音墊1的第一纖維層11的纖維密度與該第二纖維層12的纖維密度不同，藉此可以針對噪音現場發出之不同頻率範圍的噪音，分別產生吸收效果，而該金屬層10則是用以對噪音產生部分的反射作用。當噪音傳遞至該第一纖維層11時，有一 部分在特定頻率範圍的噪音會因該第一纖維層11的多孔性質而被吸收，接著噪音傳遞至該金屬層10，又有一部分的聲音能量會被反射，藉此增加噪音被該第一纖維層11吸收的機率，同時也藉由將聲音能量反射回產生噪音的現場，達成隔絕噪音的效果。另一方面，能穿透該金屬層10之特定頻率範圍的聲音能量，則會由該第二纖維層12吸收。

然而，針對大範圍之產生噪音的現場，必須將該隔音墊1製造為較大的面積，才得以確實產生隔音效果，但該金屬層10的重量較重，在製造為較大的面積時，過重的重量會在建置該隔音墊1時造成相當的困擾。另外，針對可能發出更多種不同頻率範圍之噪音的環境，若希望增廣該隔音墊1所能吸收的頻率範圍，只能嘗試額外新增不同纖維密度的纖維層，除了難以確實就特定頻率範圍進行針對性的吸收以外，也無法參數化地進行準確的調整，還有可能使得該隔音墊1增加厚度、重量。

因此，本發明之目的，即在提供一種重量較輕且易於依據噪音之頻率範圍進行針對性調整的隔音裝置。

於是，本發明隔音裝置，包含一以纖維材料製成的承載板，及至少一以聚合物製成，並設置於該承載板上的吸音板。該吸音板包括數個沿一第一方向連續連接的構成單元，以及數個貫穿 設置於該等構成單元的孔洞。

定義一橫交於該第一方向的第二方向，以及一垂直於該第一方向與該第二方向的第三方向。每一構成單元具有一第一基部、二銜接部，及一第二基部。該第一基部沿該第二方向延伸並具有二沿該第一方向間隔排列的側邊，該等銜接部沿該第二方向延伸，且分別自該第一基部的該等側邊沿該第三方向朝彼此傾斜延伸，而該第二基部是沿該第二方向延伸並連接於該等銜接部的其中之一。其中，每一銜接部具有一連接相對應的該側邊的第一邊緣，以及一相反於該第一邊緣的第二邊緣，而每一第二基部連接於該等銜接部的其中一個的該第二邊緣，與相鄰的另一構成單元之相鄰近的該銜接部的該第二邊緣間。

該等構成單元共同界定數個沿該第一方向間隔排列的吸音空間，每一吸音空間具有一由任兩相鄰的第一基部或任兩相鄰的第二基部所界定出的開口。

本發明之功效在於：該第一基部及該第二基部沿該第一方向的寬度、該開口沿該第一方向的寬度，以及該吸音空間沿該第三方向的高度，得以配合欲吸收的噪音頻率而調整，藉此使該吸音空間的型態能針對特定範圍的噪音頻率，將噪音的聲能轉換為熱能而達成吸收噪音的效果，而且該吸音板亦具有輕量的優點。

2:承載板

3:吸音板

300:孔洞

301:開口

31:構成單元

310:吸音空間

311:第一基部

312:第二基部

313:側邊

314:第一邊緣

315:第二邊緣

319:銜接部

4:隔音膠層

5:孔板

51:通孔

8:包覆體

81:帆布

82:阻燃布

83:防水布

9:連接件

D1:第一方向

D2:第二方向

D3:第三方向

d_n:高度

W:寬度

X:距離

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一剖視圖，說明一現有的隔音墊；圖2是一剖視圖，說明本發明隔音裝置的一第一實施例；圖3是一立體分解圖，說明該第一實施例的一承載板及一吸音板；圖4是一側視圖，說明該吸音板的多個構成單元；圖5是一俯視圖，說明該第一實施例的多個連接件；圖6是一示意圖，說明該吸音板的其中一個構成單元的調整方式；圖7是一立體分解圖，說明本發明隔音裝置的一第二實施例的該承載板與二個所述吸音板；圖8是一剖視圖，說明本發明隔音裝置的一第三實施例；圖9是一立體分解圖，說明該第三實施例的部分元件；及圖10是一立體分解圖，說明本發明隔音裝置的一第四實施例的該承載板、二個所述吸音板與一孔板。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2至圖4，本發明隔音裝置之一第一實施例，包含一以纖維材料製成的承載板2、一以聚合物製成並設置於該承載板2上的吸音板3、一包覆於該承載板2與該吸音板3外圍的包覆體8，及數個設置於該包覆體8上的連接件9(繪示於圖5)。其中，該承載板2的材質為聚酯纖維、碳纖維，或玻璃纖維，使該第一實施例能因而具有一定程度的剛性。該承載板2用以承載該吸音板3，該承載板2的厚度為40毫米至50毫米。

該吸音板3的材質較佳為聚對苯二甲酸，而該吸音板3未彎折前的板片厚度為0.2毫米至0.3毫米，配合該承載板2的材質，使該第一實施例的重量相較於使用金屬而言要輕上許多，有利於運送以及使用。

該吸音板3包括數個沿一第一方向D1連續連接的構成單元31，以及數個貫穿設置於該等構成單元31之頂面與底面的孔洞300。其中，該吸音板3之孔洞300的孔徑為10微米至250微米，由於聲音的能量為一種縱波，當聲能傳遞至該等孔洞300時，聲能的波型會因該等孔洞300而被破壞，故聲能會使該等孔洞300中的空氣以及該等構成單元31產生振動，而振動則會因而將聲能的部分能量轉換為熱能，故能藉此吸收部分的聲能。

定義一橫交於該第一方向D1的第二方向D2，以及一垂直於該第一方向D1與該第二方向D2的第三方向D3。每一構成單元 31具有一第一基部311、二銜接部319，及一第二基部312。該第一基部311沿該第二方向D2水平延伸並具有二沿該第一方向D1間隔排列之側邊313。該等銜接部319沿該第二方向D2延伸，且分別自該第一基部311的該等側邊313沿該第三方向D3朝彼此傾斜延伸。每一銜接部319具有一連接相對應的該側邊313的第一邊緣314，以及一相反於該第一邊緣314的第二邊緣315。該第二基部312沿該第二方向D2延伸，並連接於該等銜接部319的其中之一個，且朝相鄰的另一構成單元31延伸。具體而言，每一構成單元31的該第二基部312連接於該等銜接部319的其中一個的該第二邊緣315，與相鄰的另一構成單元31之相鄰近的該銜接部319的該第二邊緣315間。

該等構成單元31共同界定數個沿該第一方向D1間隔排列的吸音空間310，每一吸音空間310具有一由任兩相鄰的第一基部311或任兩相鄰的第二基部312所界定出的開口301。

要特別說明的是，該吸音板3原本是一呈水平狀的板片，在進行加工時，是先進行打孔作業以形成該等孔洞300，接著再進行彎折的加工，使該吸音板3能呈現如圖4所呈現的型態。

該包覆體8是選自帆布81、阻燃布82、及防水布83此等之一組合。在該第一實施例中，是先以帆布81包覆該承載板2相反於該吸音板3之一側，接著將阻燃布82設置於該帆布81之外側， 接著使用防水布83自該吸音板3之外側包覆至該阻燃布82的至少一部分。藉此除了固定該承載板2及該吸音板3的相對位置之外，亦使該第一實施例產生防火、防水的功效。另參閱圖5，該等連接件9是用以使多個第一實施例彼此連接，於本實施例中是採用穿孔的形式，得以配合繩索而連結多個該等第一實施例。但在實際實施時，亦能依據需求衡量，選擇採用扣件、魔鬼氈、勾設件等等的元件，並不以穿孔的形式為限。

本發明使用時，可利用吊掛、覆蓋等方式，設置於產生噪音的現場。其中該吸音板3的吸音效果與該吸音空間310尺寸及第一基部311、第二基部312等元件尺寸有關，因此欲藉由該第一實施例吸收特定頻率的噪音時，由於聲速等於頻率乘以波長，且在特定溫度下聲速為定值，故得以藉由波長的參數來探討頻率與每一吸音空間310的關係。設定以特定頻率藉由聲速關係式轉換的波長為D_f、每一第一基部311或每一第二基部312沿該第一方向D1的寬度為W，而該吸音空間310沿該第三方向D3的高度為d_n。以基本幾何與拓撲和序列及數列的計算方式，表示該吸音空間310與適用頻率的關係，先設定一和該吸音空間310沿該第三方向D3的高度d_n相關的序列S_n，而S_n的主要拓撲關係式如下所列。

S_n=n² mod(p)，其中mod(p)為模數函數，而n為正整數，p則為正質數。

接著，以d_n=S_n×(D_f/2p)的關係，即可以得到對應特定波長之吸音空間310的高度參數，藉此即可依據特定波長之聲音頻率值，調整該吸音空間310沿該第三方向D3的高度。另外，有關該第一基部311或該第二基部312沿該第一方向D1的寬度W，申請人則依照經驗法則與實際實驗，歸納出寬度W為不大於0.5D_f的範圍，且較佳是等於0.137D_f。參閱圖4並配合圖3，值得說明的是，在寬度W已設定的情況下，由於該吸音板3未彎折前沿該第一方向D1的長度為固定值，故以改變彎折形式來調整高度d_n時，該等銜接部319相對於該第一基部311或該第二基部312彎折的角度勢必改變，則該開口301沿該第一方向D1的距離會隨著改變。也就是說，高度d_n與該開口301沿該第一方向D1的距離相關，故亦可藉由調整該開口301沿該第一方向D1的距離X來改變高度d_n，藉此配合欲吸收的噪音頻率而進行調整。

該第一基部311及該第二基部312沿該第一方向D1的寬度、該開口301沿該第一方向D1的寬度，以及該吸音空間310沿該第三方向D3的高度，得以藉由上述關係式，依據需求而配合欲吸收的噪音頻率進行調整。參閱圖6並配合圖4，由於該吸音板3的吸音空間310與各部位結構是透過彎折一水平板片而得到，因此使用者可依據噪音頻率來改變彎折出的各部位的尺寸參數、傾斜角度等，藉此使該吸音空間310的型態及該吸音板3的結構能針對特定 範圍的噪音頻率，因此本發明能方便地針對不同噪音頻率進行結構調整，將噪音的聲能轉換為熱能而達成良好的吸收噪音效果。而且，該吸音板3為聚合物製成，而不採用金屬，還具有輕量的優點，有利於運送和使用。

參閱圖7，為本發明隔音裝置的一第二實施例，該第二實施例與該第一實施例的差別在於：該第二實施例包含二吸音板3，該等吸音板3是彼此疊置。藉由另一片吸音板3，能額外針對其他範圍進行調整，使兩片吸音板3各自針對不同頻率範圍的噪音進行吸收，使該第二實施例吸收更廣頻率範圍的噪音，應用上更加靈活方便。

參閱圖8與圖9，為本發明隔音裝置的一第三實施例，該第三實施例與該第二實施例的差別在於：該第三實施例還包含一設置於該等吸音板3相反於該承載板2之一側的隔音膠層4，所述隔音膠層4的材質是選自瀝青、橡膠、三元乙丙橡膠、聚氯乙烯、氯化聚乙烯及此等之一組合。該第三實施例與該第二實施例同樣包含該等吸音板3，故得以與該第二實施例達成相同的功效。除此之外，藉由該隔音膠層4，能先行吸收部分的聲能，以輔助該等吸音板3而使該第三實施例能發揮優良的隔音效果。

參閱圖10，為本發明隔音裝置的一第四實施例，該第四實施例與該第二實施例的差別在於，該第四實施例還包括一設置 於該承載板2與靠近該承載板2之該吸音板3間的孔板5，該孔板5具有多數個呈貫穿狀的通孔51，每一通孔51的孔徑大於該吸音板3的孔洞300的孔徑。其中，該孔板5之通孔51的孔徑為10毫米至20毫米，特別適用於吸收頻率較低，也就是波長較長的聲音能量，並將部分的聲能轉換為熱能，使得該第四實施例針對更廣頻率範圍的噪音產生較佳的隔音效果。

要補充說明的是，該孔板5也可以搭配應用於該第一實施例中，也就是說，該孔板5也可以與一個該吸音板3配合使用，不以本實施例與兩個該吸音板3配合使用為限制。

以下提供採用標準隔音量的檢測方式對本發明進行檢測，依據ISO10140-2：2010的標準，在聲源室體積為88.6立方公尺，而接收室體積為67.9立方公尺的條件下對隔音量檢測。主要由如下公式進行檢測： R=L₁-L₂+10log₁₀(S/A) → 式(1)

R：隔音量

L1：聲源室內平均聲壓級(分貝)

L2：接收室內平均聲壓級(分貝)

S：樣品面積(平方公尺)

A：接收室內吸音量(平方公尺)

其中，由賽賓公式得混響室吸音量 A=0.16V/T → 式(2)

V：接收室體積(立方公尺)

T：接收室混響時間(秒)

在樣品面積為2.25平方公尺的情況下執行檢測，針對各個不同頻率之聲音的隔音量結果如下表1：

由結果可見，本發明不但確實具有一定的隔音能力，且對於低頻率的聲音具有相對更佳的隔音效果。

綜上所述，本發明隔音裝置未採用金屬材料，故重量相對較輕，易於運送及使用，且能依據所欲吸收之噪音的頻率範圍，調整該吸音板3的該第一基部311及該第二基部312沿該第一方向D1的寬度、該吸音空間310之開口301沿該第一方向D1的寬度，以及該吸音空間310沿該第三方向D3的高度，使本發明隔音裝置能就特定的噪音頻率，將聲能轉換為熱能而吸收，產生針對性的隔音效果，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2:承載板

3:吸音板

300:孔洞

301:開口

31:構成單元

310:吸音空間

D1:第一方向

D2:第二方向

D3:第三方向

Claims (9)

1. 一種隔音裝置，包含：一承載板，以纖維材料製成；至少一吸音板，以聚合物製成，設置於該承載板上，並包括數個沿一第一方向連續連接的構成單元，以及數個貫穿設置於該等構成單元的孔洞，每一構成單元具有一第一基部，沿一橫交於該第一方向的第二方向延伸，並具有二沿該第一方向間隔排列的側邊，二銜接部，沿該第二方向延伸，且分別自該第一基部的該等側邊沿一垂直該第一方向與第二方向的第三方向朝彼此傾斜延伸，每一銜接部具有一連接相對應的該側邊的第一邊緣，以及一相反於該第一邊緣的第二邊緣，及一第二基部，沿該第二方向延伸，並連接於該等銜接部的其中一個的該第二邊緣，與相鄰的另一構成單元之相鄰近的該銜接部的該第二邊緣間；及一孔板，設置於該承載板與該吸音板之間，並具有多數呈貫穿狀的通孔，每一通孔的孔徑大於該吸音板的孔洞；該等構成單元共同界定數個沿該第一方向間隔排列的吸音空間，每一吸音空間具有一由任兩相鄰的第一基部或任兩相鄰的第二基部所界定出的開口。
2. 如請求項1所述的隔音裝置，其中，該孔板之通孔的孔徑為10毫米至20毫米。
3. 如請求項1所述的隔音裝置，其中，該承載板的材質為聚酯纖維、碳纖維，或玻璃纖維。
4. 如請求項1所述的隔音裝置，其中，該承載板的厚度為40毫米至50毫米。
5. 如請求項1所述的隔音裝置，其中，該吸音板之孔洞的孔徑為10微米至250微米。
6. 如請求項1所述的隔音裝置，其中，該吸音板的材質為聚對苯二甲酸。
7. 如請求項1所述的隔音裝置，其中，該吸音板的厚度為0.2毫米至0.3毫米。
8. 如請求項1所述的隔音裝置，還包含一設置於該吸音板相反於該承載板之一側的隔音膠層，所述隔音膠層的材質是選自瀝青、橡膠、三元乙丙橡膠、聚氯乙烯、氯化聚乙烯及此等之一組合。
9. 如請求項1所述的隔音裝置，還包含一包覆於該承載板與該吸音板外圍的包覆體，及數個形成於該包覆體上的連接件，該包覆體是選自帆布、防水布、阻燃布及此等之一組合。

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